思南七里塘水电站金属结构设计综述

2014-08-29陶光慧

四川水力发电 2014年2期

陶光慧

(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵州贵阳 550002)

1 工程概述

七里塘水电站位于贵州省思南县境内的六池河干流上，为六池河梯级规划的第三级。电站正常蓄水位高程532 m，水库总库容0.705亿m3，本工程规模为中型水库，装机容量为30 MW，属小(1)型，坝后式开发电站。电站枢纽总体布置为碾压混凝土双曲拱坝，坝顶高程541 mm，坝顶宽6 m,最大坝高81 m。

本工程金属结构布置在泄水系统、引水发电系统上，共设有13道门槽(含拦污栅)，13扇闸门(含拦污栅)，配套的启闭机设备选用卷扬式平面闸门启闭机，共12台，弧门液压式启闭机1套。金属结构总工程量约500 t。

2 引水发电系统

引水发电系统布置于大坝左岸，金属结构设备主要设置在取水口进口、厂房尾水管出口处。包括拦污栅2扇、进水口事故闸门1扇、尾水检修闸门2扇及与闸门配套的固定卷扬式启闭机。

2.1 取水口进口拦污栅及启闭机

引水发电设施设有一岸塔式进水口，在取水口进口处设置有2扇拦污栅。拦污栅的底槛高程为508 m。拦污栅孔口尺寸为5 m×10 m(宽×高)，设计水头4 m。拦污栅为潜孔平面直立活动式，运行方式为静水启闭。拦污栅主材选用Q235B碳素结构钢。拦污栅主支承框架由主梁、边梁、纵向联结系和支承等组成，每扇拦污栅分3节制作安装，每节拦污栅布置3根主横梁，支承采用钢滑块，栅条与支承框架的连接采用焊接。

拦污栅采用提栅人工清污。每扇拦污栅均选用1套型号规格为QPQ2×160 kN-11 m的固定卷扬式启闭机启闭，双吊点，启门容量为2×160 kN，扬程11 m。2套拦污栅共设置2套启闭机操作控制。

2.2 取水口进口事故闸门及启闭机

在取水口进口拦污柵的下游侧设置有1扇事故闸门，事故闸门底槛高程为508 m。闸门孔口尺寸为5 m×5 m(宽×高)，设计水头32 m，总水压力为7 621 kN。闸门型式为潜孔式平面定轮钢闸门，主支承选用简支式定轮，反向支承选用反向滑块，侧支承选用简支式侧轮装置，面板及止水设置在闸门下游面。闸门运行方式为动闭静启，利用门体自重及水柱加重闭门，采用门顶充水阀进行充水平压后静水提门。

启闭机选用1套规格型号为QPG2×630 kN-36 m的高扬程卷扬式启闭机，双吊点，启门容量为2×630 kN，扬程36 m。通过启闭机动滑轮装置与闸门吊耳连接，以实现闸门的提关。该闸门设置有水位仪(与拦污栅共用)，用于监控闸门的充水平压情况等，方便起闭操作，保障闸门的安全运行。配备了一套启闭机操作控制柜，闸门开度及水位参数显示于启闭机控制柜显示屏上。

2.3 厂房尾水管出口尾水检修闸门及启闭机

该电站引水发电采用一洞二机方式，在每台机组出口各布置了一扇检修闸门，用于机组的日常检修。检修闸门底槛高程为463.722 m, 闸门孔口尺寸为6.033 m×2.216 m(宽×高)，设计水头21 m，运行方式为静水启闭，总水压力为2 976 kN，主支承为钢滑块。闸门充水方式采用机组引水平压。

启闭机选用1套规格型号为QPG2×80 kN-24 m的高扬程卷扬式启闭机，双吊点，启门容量为2×80 kN，扬程24 m。2套拦污栅共设置2套启闭机操作控制。

3 泄水系统

泄水系统由坝顶溢洪道、放空底孔和导流隧洞组成。溢洪道设置5孔，设露顶式平面工作闸门5扇；放空底孔设置1孔，由1扇事故闸门和1扇工作闸门及与闸门配套的固定卷扬式启闭机、液压启闭机组成；导流隧洞设置潜孔式平面封堵闸门1扇及配套固定卷扬式启闭机。

3.1 溢洪道检修闸门及工作闸门与启闭机

溢洪道布置于坝顶中部，共设置有5孔泄洪孔，每孔溢洪道各设置1扇平面工作闸门。溢洪道堰顶高程为525 m，闸门底槛设置在堰顶下游侧，高程为524.8 m。闸门孔口尺寸为8 m×7.7 m(宽×高)，设计水头为 7.2 m，总水压力为2 880 kN。闸门型式为露顶式平面定轮钢闸门，主支承采用悬臂主轮。闸门主材为Q235B碳素结构钢。闸门的运行方式为动水启闭，双吊点启吊。

由于死水位与溢流堰顶高程(525 m)相同，在死水位情况下适当采取简易措施即可对工作闸门埋件进行检修，因此，工作门前未设检修门。

每扇工作闸门启闭机各选用1台规格型号为QPQ2×250kN-17 m的卷扬式平面闸门启闭机，容量为2×250 kN，扬程为17 m，设有独立的操作控制柜。该闸门承担水库的泄洪工作，故其启闭机设置有备用动力：柴油发电机组，以确保大坝运行安全。

3.2 放空底孔进口检修闸门及启闭机

在放空底孔进口处设置有1扇检修闸门，检修闸门底槛高程为495 m。闸门孔口尺寸为2.5 m×3 m(宽×高)，设计水头为45 m，总水压力为3 448 kN。闸门型式为潜孔式平面定轮钢闸门，主支承采用简支式定轮。闸门面板及止水设在下游面，闸门利用水柱闭门。闸门运行方式为静水启闭，闸门门体上设充水阀，启门时需先打开充水阀，待闸门前后水压差小于3 m后启门。

启闭机选用1台规格型号为QPG250kN-47 m的高扬程卷扬式启闭机，单吊点，启门容量为250 kN，扬程47 m。配备一套启闭机操作控制柜。

3.3 底孔出口弧形工作闸门及启闭机

在放空底孔出口处设置有1扇弧形工作闸门，其功用为水库放空，不参与泄洪。工作闸门底槛高程为495 m。闸门孔口尺寸为2.5 m×2.5 m(宽×高)，设计水头为45 m，总水压力为4 150 kN。闸门型式为潜孔式弧形钢闸门，采用直支臂圆柱铰，支铰高度为3.5 m，弧形闸门半径为5 m。闸门运行方式为动水启闭，闸门主材采用Q235B结构钢。

启闭机选用1台规格型号为QHSY500/300 kN-3.8 m的潜孔式弧形闸门液压启闭机，其启门容量为500 kN，闭门容量为300 kN，启闭机实际行程3.53 m，最大行程3.8 m。配备1套启闭机操作控制柜，配设启闭机行程控制系统即闸门开度仪(开度指示控制器)1套，以便于自动控制或监测工作闸门的开度及运行情况等，有利于闸门的安全运行与操作。闸门设置Π型检修平台，高程为498.5 m，供闸门安装、运行、维护、检修使用。

3.4 导流洞进口封堵闸门及启闭机

在施工导流隧洞进口处设置有封堵闸门1扇，封堵闸门底槛高程为473 m，下闸后最高挡水水位高程为532 m，闸门安装下闸平台高程为484 m。闸门孔口尺寸为6 m×7 m(宽×高)，最高挡水水头为59 m，封堵时闸门下闸闭门操作水头为5 m。考虑下闸封堵时的水位涌高，将闸门下闸操作水头设计为7 m。导流洞封堵闸门型式为潜孔式平面滑动钢闸门，门体主材选用16 Mn结构钢，埋件主材选用Q235B结构钢。

启闭机选用1台规格型号为QPQ2×630 kN-13 m的卷扬式启闭机，双吊点，启门容量为2×630 kN，扬程13 m。封堵闸门在施工期锁定于闸门的检修平台上，封堵闸门的启闭机设备尽量回收，以作他用。